• 대한전자공학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.851-858
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• 1988

In this paper, we propose two different VLSI architectures for the parallel computation of DCT (discrete cosine transform) algorithm. First, it is shown that the DCT algorithm can be implemented on the existing systolic architecture for the DFT(discrete fourier transform) by introducing some modification. Secondly, a new prime factor DCT algorithm based on the prime factor DFT algorithm is proposed. And it is shown that the proposed algorihtm can be implemented in parallel on the systolic architecture for the prime factor DFT. However, proposed algorithm is only applicable to the data length which can be decomposed into relatively prime and odd numbers. It is also found that the proposed systolic architecture requires less multipliers than the structures implementing FDCT(fast DCT) algorithms directly.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.777-780
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• 2003

We have tried to create a vision system like human eye for a long time. We have obtained some distinguished results through many studies. Stereo vision is the most similar to human eye among those. This is the process of recreating 3-D spatial information from a pair of 2-D images. In this paper, we have designed a stereo matching algorithm based on systolic array architecture using edges and pixel data. This is more advanced vision system that improves some problems of previous stereo vision systems. This decreases noise and improves matching rate using edges and pixel data and also improves processing speed using high integration one chip FPGA and compact modules. We can apply this to robot vision and automatic control vehicles and artificial satellites.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권4C호
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• pp.342-349
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• 2008

본 논문에서는 암호 응용을 위한 $CF(2^m)$상의 새로운 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기를 제안한다. 제안된 곱셈기는 연속적인 입력 데이터에 대해 ${\lceil}m/D{\rceil}$ 클럭 사이클마다 곱셈 결과를 출력한다. 여기서 D는 선택된 디지트 크기이다. 기존에 제안된 구조들은 선형의존성 때문에 디지트 크기 D가 증가하면 최대 처리기 지연시간 역시 선형으로 증가하지만 제안된 곱셈기는 이진트리 형태의 내부 구조를 가지기 때문에 D에 대해 로그단위로 증가한다. 따라서 제안된 구조는 기존에 제안된 디지트 시리얼 시스톨릭 곱셈기에 비해 계산지연을 상당히 감소시킨다. 뿐만 아니라 제안된 곱셈기는 규칙성, 모듈성, 단방향 신호 흐름의 특성을 가지기 때문에 VLSI 구현에 매우 적합하다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권5호
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• pp.34-42
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• 2002

본 논문에서는 움직임 추정을 위한 블럭정합 알고리즘의 고속 처리를 위한 VLSI 어레이의 구조를 설계하였다. 완전탐색 블럭정합 알고리즘의 데이터 의존관계로부터 일차원 시스톨릭 어레이를 유도했다. 제안된 일차원 시스톨릭 어레이에 입력된 데이터와 제어신호는 인접한 처리요소를 통해서 전달되어 재사용된다. 따라서 제안된 시스톨릭 어레이는 시간 및 공간적 지역성을 만족한다. 데이터와 제어신호의 입출력 핀은 일차원 어레이의 시작과 끝의 처리요소에만 존재한다. 이 구조는 입력포트의 수가 적으며, 모듈러 확장성을 갖는다. 기준블럭과 최대탐색거리가 확장된 경우에 제안된 어레이를 연결하여 움직임 추정기를 구성할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.293-296
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• 2007

본 논문에서는 벡터 미디언 값을 계산하기 위한 시스톨릭 어레이 구조의 벡터 미디언 필터 구조를 제안하였다. 컬러영상처리에서 벡터 신호는 빨강, 녹색 파랑의 3개의 요소로 이루어져 있다. 벡터 미디어 필터는 빨강, 녹색 파랑 요소로 이루어진 벡터 신호들 중에서 벡터 신호를 크기 순서대로 나열하였을 때 가운데 값을 갖는 벡터 신호를 구하는 필터로, 컬러 영상처리에서 기본적으로 많이 사용되는 필터이다. 벡터 신호가 N 개가 있을 때, 지금 까지 제안된 구조에서는(3N+1) 클럭이 필요하나, 제안된 구조에서는 (N+2) 클럭이 소요된다. 그리고 기존의 구조에서는 N 개의 입력 벡터 신호는 미디언 필터에 병렬로 입력되어야 하나 제안된 구조에서는 입력 신호는 직렬로 인가된다. FPGA를 사용하여 구현하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권12호
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• pp.45-52
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• 2005

시스톨릭 어레이는 동일한 기능을 가지는 계산처리들을 동일한 형태로 연결하여, 다수의 자료에 반복적인 계산을 하도록 만들어진 병렬처리기로써 개념적으로 산술 파이프라인과 밀접한 관계를 갖는다. 시스톨릭 어레이 셀 내의 연산에 대한 고성능처리는 시스톨릭 어레이의 중요한 특징이다. 본 논문에서는 시스톨릭 어레이 셀 내의 동시성 처리를 높이기 위해 셀 내의 연산 중에서는 큰 지연 시간을 가지는 셀 내의 연산자를 다시 규칙성을 가지는 시스톨릭 어레이로 구성하는 비트 수준 슈퍼 시스톨릭 어레이 구조를 제안하고, 그 예로 비트 수준 슈퍼 시스톨릭 FIR 필터에 대하여 기술한다. 먼저 정규순환방정식으로 표현된 알고리즘으로부터 워드 수준 시스톨릭 어레이를 유도한 후 유도된 워드 수준 시스톨릭 어레이를 슈퍼 시스톨릭 어레이로 변환한다. 위의 과정으로 유도된 비트 수준 슈퍼 시스톨릭 어레이를 RT 수준에서 VHDL로 모델링 하여 동작을 검증하였으며, Hynix에서 제공되는 $0.35{\mu}m$셀 라이브러리를 사용하여 합성하였다. 본 논문에서 제안하는 비트 수준 슈퍼 시스톨릭 어레이는 워드 수준 시스톨릭 어레이 디자인에 비해 면적은 물론 성능측면에서 이점을 가진다.

• 전자공학회논문지S
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• 제34S권10호
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• pp.132-140
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• 1997

This paper proposes systolic array architectures for compuataion of the 1-D and 2-D discrete wavelet transform (DWT). The proposed systolic array for compuataion of the 1-D DWT consists of L processing element (PE) arrays, where the PE array denotes the systolic array for computation of the one level DWT. The proposed PE array computes only the product terms that are required for further computation and the outputs of low and high frequency filters are computed in alternate clock cycles. Therefore, the proposed architecuter can compute the low and high frequency outputs using a single architecture. The proposed systolic array for computation of the 2-D DWT consists of two systolic array architectures for comutation of the 1-D DWT and memory unit. The required time and hardware cost of the proposed systolic arrays are comparable to those of the conventional architectures. However, the conventional architectures need extra processing units whereas the proposed architectures fo not. The proposed architectures can be applied to subband decomposition by simply changing the filter coefficients.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
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• pp.717-720
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• 1998

In this paper, we propose a VLSI architecture for implementing a crecently proposed fast block matching algorithm, which is called the HSBMA3S. The proposed architecture consists of a systolic array based basic unit and two shift register arrays. And it covers a search range of -32 ~+31. By using a basic unit repeatedly, we can redcue the number of gates. To implement the basic unit, we can select one among various conventional systolic arrays by trading-off between speed and hardware cost. In this paper, the architecture for the basic unit is selected so that the hardware cost can be minimized. The proposed architecture is fast enough for low bit-rate applications (frame size of 352x288, 30 frames/sec) and can be implemented by less than 20,000 gates. Moreover, by simply modifying the basic unit, the architecture can be used for the higher bit-rate application of the frame size of 720*480 and 30 frames/sec.

• 방송공학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.85-92
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• 1998

동영상 부호화에서 블록 정합 움직임 추정 기법은 움직임 추정 기법으로 가장 많이 쓰이고 있는 방법이다. 이 논문에서는 블록 정합 움직임 추정 기법의 하나로 최근에 제안된 공간적 상관 관계와 계층적 탐색방법을 이용한 고속 움직임 추정 알고리즘의 구현에 적합한 VLSI 구조를 제안한다. 제안된 구조는 systolic array에 바탕을 둔 탐색 기본 단위와 두 개의 shift register array등으로 이루어지며 수평/수직 -32~+31 화소 크기의 탐색을 수행한다. 이 때 탐색 기본 단위는 반복하여 사용하게 함으로써 게이트 수를 최소화하였다. 탐색 기본 단위의 구조로는 전역 탐색을 수행할 수 있는 기존의 여러 가지 systolic array 들이 사용 가능하며, 그 선택에 따라 칩의 크기와 속도 사이의 절충이 가능하다. 본 논문에서는 PE(processing element)의 개수를 줄여 전체적인 칩 사이즈를 줄이는데 중점을 두고 탐색 기본 단위의 구조를 결정하였다. 제안된 구조를 이용하면 $352{\times}288$ 크기의 영상, 탐색 영역 수평/수직 -32~+31 화소에 대해서 클럭 주파수가 35MHz일 때 최대 30Hz까지 실시간 처리를 할 수 있는 움직임 추정 칩을 20,000 게이트 이하로 구현할 수 있다. 더 높은 전송률의 입력 영상($720{\times}480$, 30Hz)에 적용할 경우에는 단순히 PE 개수를 늘리 구조를 탐색 기본 단위로 선택함으로써 실시간 구현이 가능하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권12C호
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• pp.1739-1747
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• 2004

본 논문에서는 RSA 공개키 암호화 알고리즘을 위한 효율적인 Radix-4 시스톨릭 VLSI 아키텍쳐를 제안하였다. 모듈러 곱셈 알고리즘의 이터레이션 단순화와 효율적인 시스톨릭 매핑으로 제안된 구조는 n-비트 모듈러 멱승 연산을 n$^{2}$ 클럭 싸이클에 수행한다. 각 지수 처리 단계에서 두 개의 모듈러 곱셈, M$_{i}$와 P$_{i}$는 중첩되어 연산되며 따라서 제안된 하드웨어의 이용도(hardware utilization)는 100%이다. 또한 RSA 암호화를 위한 총 모듈러 곱셈의 횟수를 줄이기 위하여 지수를 Radix-4 SD(Signed Digit) 수체계를 이용하여 인코딩하였다. 이로 인하여 지수의 NZ(non-zero) 디지트가 약 20% 감소되어 성능이 향상되었다. 기존의 방법들과 비교하였을 때, 제안된 구조는 비교적 적은 하드웨어를 사용하여 우수한 성능을 보였으며 개선된 Montgomery 알고리즘을 바탕으로 한 제안된 구조는 지역성, 규칙성, 확장성 등으로 VLSI 구현에 적합하다.